ПЗ Физиология питания - 2009

11

13. Факторы, влияющие на усвоение пищевых веществ. Значение аппетита для усвоения пищи. Коэффициенты усвояемости.

ЗАНЯТИЕ 3

Тема: Методы определения пищевой ценности продуктов питания, блюд, рационов.

Цель: ознакомление с методами расчета химического состава и энергетической ценности пищи, оценки пищевой ценности по интегральному скору и биологической ценности белка по аминокислотному скору.

1. Определение пищевой ценности блюда методом интегрального скора: студенты работают по индивидуальным заданиям. Все расчеты записываются в табл. 4.

Таблица 4

Расчет пищевой ценности блюда

Химический состав и энергетическая ценность продуктов питания рассчитывается по таблицам «Химического состава пищевых продуктов».

Графа «белки животные» заполняется только для продуктов животного происхождения, графа «жиры растительные» – для продуктов растительного происхождения. Графы «белки общие» и «жиры общие» заполняются для всех продуктов, как животного, так и растительного происхождения.

Строка «ФСП» заполняется по табл. 2.

2. Определение биологической ценности белков блюда методом аминокислотного скора.

Для расчета скора в том же блюде пользуются «Таблицами химического состава пищевых продуктов (содержание аминокислот, жирных кислот и углеводов)».

Данные о содержании незаменимых аминокислот в блюде заносят в табл. 5, расчет аминокислотного скора проводят в табл. 6.

На основании полученных интегральных и аминокислотных скоров дать оценку пищевой ценности блюда и биологической ценности его белков.

Задания для учебно-исследовательской работы

1.Пути повышения биологической ценности питания (реферат, доклад).

2.Неблагоприятное влияние на здоровье человека питания рафинированными продуктами (реферат, доклад).

3.Природные продукты как концентраты биологически активных

4.Веществ и их использование в питании (реферат, доклад).

5.Влияние различных приемов кулинарной обработки на сохранение витамина С в овощных блюдах (реферат, доклад).

6.Сравнить биологическую ценность белков различных видов рыб.

7.Подобрать рациональное сочетание начинок (фаршей) в пирожки, сбалансированные по аминокислотному составу и соотношению (фосфора и кальция).

8.Подобрать продукты и составить из них дневной рацион обогащенный пищевыми волокнами.

13

Контрольные вопросы

1.Роль белков в жизнедеятельности организма.

2.Понятие о биологической полноценности белков.

3.Потребность организма в белках и их источники в питании.

4.Роль белков в питании. Понятие о пищевой ценности жира.

5.Потребность организма в жирах. Удельный вес животных и растительных жиров в рационе. Значение незаменимых ПНЖК.

6.Значение фосфатидов и стеринов. Их содержание в отдельных продуктах.

7.Роль углеводов в питании. Их физиологическая классификация.

8.Значение простых сахаров, крахмала и пищевых волокон.

9.Потребность организма в различных углеводах и их источники.

10.Значение в питании минеральных элементов. Их классификация.

11.Роль кальция, его источники, нормирование, усвоение из различных продуктов.

12.Значение фосфора, магния, натрия, калия, хлора и др. их источники и нормирование.

13.Значение микроэлементов (йод, фтор, медь, цинк, марганец, кобальт, железо) их источники и нормирование.

14.Значение витаминов в питании. Их классификация.

15.Характеристика жирорастворимых витаминов А, Д, Е, К. Значение для организма, источники, нормирование.

16.Йодорастворимые витамины С, Р, В1, В2, РР и другие. Значение для организма, источники, нормирование.

17.Мероприятия по обеспечению достаточного витаминного питания населения.

18.Понятие о пищевой, биологической и энергетической ценности Нищи.

19.Понятие о незаменимых факторах питания.

20.Способы оценки полезности питания. Интегральный и аминокислотный скоры.

ЗАНЯТИЕ 4

Тема: Энергетический обмен.

Цель: изучить виды энерготрат человека, способы их оценки.

Свободная энергия, используемая организмом человека, может поступать только с пищей. Аккумулируется она в сложных химических связях белков, жиров и углеводов. Для высвобождения этой энергии питательные вещества вначале подвергаются гидролизу, а затем окислению в анаэробных и аэробных условиях.

Следует отметить, что гидролиз происходит в желудочно-кишечном тракте, однако высвобождаемая в ходе него энергия незначительна (около 0,5 %) и не может быть использована организмом, поскольку аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) в этом процессе не образуется. Рассеивается она в виде тепловой энергии, которая используется организмом на поддержание температурного гомеостаза (первичная теплота).

14

Впроцессе анаэробного окисления высвобождается примерно 5 % всей свободной энергии из глюкозы при окислении ее до молочной кислоты. Образующаяся энергия аккумулируется макроэргом АТФ и используется на совершение полезной работы (сокращение мышц), но в конечном итоге, она тоже превращается в теплоту (вторичная теплота).

Основное высвобождение энергии в организме происходит в цикле Кребса – 94,5 %. Используемые субстраты: пировиноградная кислота (продукт окисления глюкозы) и ацетилкоэнзим А (продукт окисления аминокислот и жирных кислот). Высвобождение энергии идет постепенно, поэтому большая часть свободной энергии (до 55 %) аккумулируется в виде АТФ. Остальная часть теряется в виде первичной теплоты. После совершения полезной работы энергия, запасенная в виде АТФ, превращается во вторичную теплоту.

Итак, вся свободная энергия, высвобождаемая из пищи, в конечном счете превращается в тепло. На этом основании, можно определить энерготраты организма по количеству выделяемой им тепловой энергии.

Задание 1. Рассчитайте ваш индекс массы тела и сравните с нормальными значениями. Сделайте вывод об адекватности поступления и расхода энергии.

Информативным критерием как недостаточности, так и избыточности питания, следовательно, общего энергетического баланса является масса тела.

Внастоящее время в качестве критерия используют показатель, называемый индексом массы тела (ИМТ или индекс Кеттле-2). Рассчитывается он следующим образом:

Пример. Ваш рост 1,61 м, вес составляет 69 кг. Таким образом, индекс массы тела ИМТ = 69/1,612 = 26,6.

Считается, что масса тела физиологична, если ИМТ находится в диапазоне значений 18,5 - 25. Установлено, что значения ИМТ как меньше 18,5, так и больше 25 повышают риск смертности. Значение меньше 18,5 свидетельствует о недостаточной массе; значения в интервале от 25 до 30 указывают на избыток массы; ИМТ более 30 свидетельствует о наличии ожирения.

Задание 2. Определите величину ваших суточных энерготрат.

Суточные энерготраты складываются из трех основных компонентов: основного обмена, специфического динамического действия пищи, физической и умственной работы.

Определение величины основного обмена.

Основной обмен – это минимальные энергозатраты организма в условиях физиологического покоя (в положении лежа), натощак (спустя 12-14 часов после приема пищи), в условиях термонейтральной зоны (26 ° С) и эмоционального покоя. У женщин в связи с отсутствием высокого содержания андрогенов величина основного обмена на 10-15 % меньше, чем у мужчин. Хорошо известно, что гиперфункция щитовидной железы (чрезмерная продукция тироксина и трийодтиронина) ведет к росту величины основного обмена.

15

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), энергия основного обмена необходима для функционирования следующих органов: печени – 27 %, мозга – 19, сердца – 7, мышц – 18, почек – 10, прочих органов и терморегуляции – 19 ( итого 100 %). Величина основного обмена (BOO) является ориентиром для расчета величины суточных энерготрат. Следует отметить, что BOO зависит от пола, возраста, массы тела, роста. Величину основного обмена можно рассчитать по формуле, предложенной Гаррисом и Бенедиктом.

где W – масса тела, кг; Н – рост, см; А – возраст, полное число лет.

Определение величины специфического динамического действия пищи. Пища – источник энергии для человека. Однако на каждое ее потребление

и последующее переваривание расходуется энергия. В зависимости от химического состава пищи расходование энергии может возрастать на 30-40 % (белковая пища), в то время как углеводы и жиры увеличивают энерготраты на 7 %. Обычно рацион представлен всеми основными нутриентами, поэтому средний расход энергии составляет 10 % величины основного обмена.

Пример. Величина основного обмена 1500 ккал, специфическое динамическое действие пищи (СДД) найдем, составив пропорцию:

1500 ккал-100%, х ккал - 10%.

СДД = 1500×10/100 = 150 ккал. (6)

Таким образом, затраты энергии на прием и усвоение пищи в сутки составляют 150 ккал.

Определение суточных затрат энергии.

В зависимости от величины суточных энерготрат все трудоспособное население России дифференцировано: мужчины на 5 групп, женщины – на 4 группы (табл. 7).

Для расчета величины суточных энерготрат необходимо умножить соответствующую возрасту и массе тела величину основного обмена (табл. 8) на коэффициент физической активности (КФА).

16

Таблица 8

Расчета энерготрат взрослого населения России в зависимости от массы тела, возраста и физической активности

В табл. 8 находим соответствующую величину основного обмена – 1750 ккал. Занятие преимущественно умственным трудом и легкая физическая нагрузка позволяют отнести студента к I группе труда с КФА=1,4. Следовательно, суточные энерготраты составят: 1 750 × 1,4 = 2 450 ккал. Необходимо отметить, что этот метод определения дает представление о средних величинах энерготрат для каждой половозрастной группы, но более точные данные получают в случае применения метода хронометража.

Определение суточных энерготрат методом хронометража.

Метод хронометража позволяет точно зафиксировать время, затрачиваемое на каждый вид деятельности в течение суток. Используя формулу ГаррисаБенедикта, коэффициенты физической активности, данные хронометража (табл. 9), можно рассчитать суточные энерготраты конкретного человека.

*Расчеты суточных энерготрат произведены согласно Нормам физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения СССР от

08.05.1991 г. № 5786-91.

17

Пример. Рассчитать суточные затраты энергии студента университета: возраст – 21 год, масса тела – 75 кг, рост – 181 см.

Проведенный хронометраж позволил зафиксировать виды деятельности, представленные в табл. 2.

Используя формулу Гарриса– Бенедикта, рассчитываем величину основного обмена:

Затраты энергии на каждый вид работы (табл. 10) рассчитаны но формуле

Таким образом, суточные затраты энергии с учетом СДД составляют: 3324 ккал + 186 ккал = 3510 ккал.

Контрольные вопросы

1.Основные слагаемые суточных энергозатрат человека.

2.Основные источники энергии и их калорические коэффициенты.

3.Индекс массы тела; его диапазон, оптимальный для здоровья.

4.Основные принципы режима питания.

5.Методы определения суточных энерготрат.

6.Факторы, влияющие на энерготраты человека.

7.Национальные нормы потребности человека в пищевых веществах и энергии.

8.Белково-энергетическая недостаточность и ее последствия для человека.

9.Избыточное потребление энергии, ее влияние на здоровье человека.

ЗАНЯТИЕ 5

Тема: Физиологическая роль основных нутриентов Цель: изучить роль основных пищевых веществ в питании человека,

определить биологическую ценность белков и пищевую ценность продуктов и блюд.

Калорийность пищи, т. е. содержание в ней свободной энергии, обусловлена наличием в ней белков (4 ккал в 1 г), жиров (9 ккал в 1 г) и углеводов (4 ккал в 1 г). Учитывая тот факт, что пища усваивается примерно на 90 %, ее калорийность не должна превышать суточные энерготраты организма более, чем на 10 %. В случае постоянного превышения дневной калорийности над энерготратами всего на 300 ккал (сдобная булочка массой 100 г) суточное накопление жира составляет около 15-30 г, а в год 5,4-10,8 кг.

Недостаточное питание, в том числе гипокалорийное, является причиной многих заболеваний, снижения массы тела. Продолжительность жизни на фоне полного отсутствия пищи составляет в среднем 40 суток. Напротив, избыточное питание ведет к появлению избыточной массы тела и развитию некоторых видов заболеваний. Баланс поступления и расхода энергии контролируется измерением массы тела 2 раза в месяц. В случае увеличения массы тела

18

необходимо либо снизить калорийность рациона, либо увеличить физическую активность.

Задание 1. Решите задачу.

Мужчина 25-ти лет, поддерживающий постоянную массу тела сбалансированным рационом в 2 900 ккал, стал выпивать ежедневно бутылку пива емкостью 0,5 л, содержание алкоголя 5 %. Как увеличится содержание жира в организме в течение года, если все другие факторы, например физическая нагрузка, останутся постоянными?

При расчетах учесть, что энергетическая ценность 1 г алкоголя 7 ккал, а 1 кг жира человека эквивалентен 8750 ккал.

Задание 2. Рассчитайте биологическую ценность белков блюда (индивидуальное задание даёт преподаватель).

Эффективность использования белка организмом человека зависит от двух факторов: сбалансированности белка по содержанию незаменимых аминокислот и его усвояемости.

Биологическую ценность белка выражают в относительных величинах. Биологическая ценность белка – отношение исследуемого параметра, выбранного для оценки в исследуемом белке к подобному же параметру идеального белка. В качестве последнего чаще всего используют казеин, овальбумин либо смесь белков яиц, которые легко перевариваются и содержат все незаменимые аминокислоты в оптимальных соотношениях. Эта величина показывает, насколько исследуемый белок отвечает потребностям организма человека в аминокислотах.

Биологическая ценность белков определяется химическими и биологическими методами. Обычно определяют аминокислотный состав (анализаторы, химические методы) и перевариваемость белка. Биологические методы дают обобщенную и объективную характеристику качества пищевого белка. В исследуемом белке определяется содержание каждой из незаменимых аминокислот по сравнению с эталонным белком или же рекомендованным соотношением этих аминокислот.

Незаменимую аминокислоту, которая содержится в исследуемом белке в минимальном относительном количестве, называют первой лимитирующей аминокислотой. Именно она в наибольшей мере ограничивает биологическую ценность данного белка. В 1973 году ВОЗ была принята шкала идеального белка, которой сейчас пользуются все исследователи (табл. 10).

19

Пример. Рассчитаем биологическую ценность белков манной крупы.

По Справочным таблицам содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов, органических кислот и углеводов (1987) определяем: содержание белка в манной крупе составляет 10,3 %, валина – 490 мг, изолейцина – 450 мг, лейцина – 810 мг, лизина – 255 мг, мегионина + цистина – 155+ 220 мг, треонина -315мг, триптофана – 110 мг, фенилаланина + тирозина – 540 + 270 мг. Далее рассчитываем содержание каждой аминокислоты на 1 г белка (мг/г). Для этого концентрацию каждой аминокислоты следует разделить на содержание белка:

После этих расчетов определяем аминокислотный скор каждой аминокислоты (%). Для этого следует составить отношение полученных результатов и данных шкалы идеального белка (табл. 3).

Полученные результаты показывают, что в белках манной крупы есть 3 лимитирующие аминокислоты (имеющие скор менее 100 %). Первая лимитирующая аминокислота – лизин (45,1 %); вторая – треонин (76,5 %) и третья – валин (91,2 %).

Аналогично производятся расчеты биологической ценности белков любого блюда. Пример представления результатов приведен в приложение 2.

Задание 3. Определите пищевую ценность блюда (задание индивидуальное, выдается преподавателем).

Последовательность выполнения задания

1.Выписать рецептуру блюда.

2.Сделать таблицу для расчета пищевой ценности блюда (по формату Справочных таблиц содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов.

3.В колонку «Наименование продуктов» внести наименование сырья, необходимого для приготовления блюда, а в колонку «Количество» - его массу нетто.

20

4. На основании Справочных таблиц содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов определить количество пищевых веществ в каждом продукте. Так как в справочных таблицах все данные представлены на 100 г продукта массой нетто, следует произвести пересчет на количество продукта, необходимое по рецептуре блюда.

Пример. На порцию блюда необходимо взять 158 г свежего картофеля (масса нетто). В 100 г картофеля содержится 2,0 г белков. Следовательно, в необходимом количестве картофеля содержание белков будет следующим:

100 г-2 г,

158г -х г;

х= 158x2/100 = 3,16 г.

5.Аналогичные вычисления сделать для всех пищевых веществ, для каждого продукта, входящего в блюдо.

6.Подсчитать содержание всех пищевых веществ во всем блюде.

7.Рассчитать содержание пищевых веществ в процентах от средневзвешенных норм физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии (табл. 11).

8.Рассчитать количество пищевых веществ в 100 г блюда. Для этого сделать перерасчет.

Пример. Выход блюда – 250 г, в нем определили содержание белков – 9,5 г.

250 г - 9,5 г белка,

100 г - х г белка.

х = 100 х 9,5/250 = 3,8 г белка в 100 г блюда.

Таким образом сделать пересчет по всем пищевым веществам.

9. После проведения расчетов, сделать вывод: источником каких пищевых веществ может являться данное блюдо; в какой прием пищи можно включать данное блюдо.

Таблица 11

Средневзвешенные нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии (МУК 2.3.2.721-98)